1 矿井规划与井田开拓

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1、 1-1 1 矿井规划与井田开拓 1.1 矿井规划及井田 划 分 1.1.1 基本概念 1煤田 在同一地质历史发展过程中，由含炭物质沉积并连续发育而形成的大面积含煤地带，称为煤田。 煤田的范围、储量大小不一，小型煤田的面积不大，储量只有几百到几千万吨；大型煤田的面积有数 千或数万平方公里，储量可达几亿到几百亿吨。 2. 矿区 开发煤田形成的社会区域，成为矿区。大的煤田往往被划分为几个矿区去开发，面积 和储量适中的煤田可由一个矿区来开发，也可以由一个矿区开发两个或多个较小的煤田。 3. 井田 矿区的范围很大，需根据煤炭储量、赋存条件等情况，进一步划分为井田。在矿区内，划归给一 个矿井开采的那一部

2、分煤田，称为井田（矿田）。 1.1.2 矿区总体设 计 （一）矿区开发类型 1. 地下开发的矿区 这种开发类型对煤层埋藏条件无特殊要求，其特点是：适应性强、对环境破坏相对较小；需 要开掘大量的井巷系统深入地下煤层。 2. 露天开发的矿区 这种开发类型要求埋藏浅、煤层厚、赋存稳定的近水平煤层，其特点是：产量高，不需要开 掘井巷系统深入到地下；投入大，环境破坏严重。 3. 地下与露天联合开发的矿区 （二）矿区规模与服务年限 矿区规模的确定应考虑以下几个因素： 1. 资源情况 煤田地质条件简单，储量丰富，应加大矿区规模，建设大型矿井；煤田地质条件复杂，储量 又有限，则不能将矿区规模定得太大。 2.

3、开发条件 包括矿区所处地理位置（是否靠近老矿区及大城市），交通（铁路、公路、水运），用户， 供电，供水，建筑材料及劳动力来源等，条件好者，应加大开发强度和矿区规模；否则应缩小规 模。 3. 国家需求 对国家煤炭需求量（包括煤种、煤质、产量等）的预测是确定矿区规模的一个重要根据。 4. 投资效果 投资少、工期短、生产成本低、效率高、投资回收期短的应加大矿区规模。反之则应缩小规 模。 1-2 适合我国情况的矿区建设规模和服务年限如表所示。 （三）矿区总体设计的编制程序 1. 可行性研究 根据已批准的矿区详查地质报告和计划任务书等进行“矿区开发可行件研究”。内容包括综述 （概述、矿区建设综合评价、存

4、在的主要问题及建议）和八个部分：矿区概况及建设条件资 源、开采技术条件；矿区开发与建设矿区规模、井田划分、矿井生产能力及服务年限；用户 与产品方案加工方式；矿区地面设施与总布置行政、福利、文教卫生、居民区规划；矿 区外部协作配套工程铁路、公路、通讯、电厂等：综合利用和环境保护；技术经济分析与主 要技术经济指标；矿区建设可行性的综合评价。 2. 编制总体设计 以已批淮的矿区详查地质报告、计划任务书、矿区总体设计方案（或矿区开发可行性研究） 及其审批决定来进行矿区总体设计的编制。 矿区总体设计的内容包括：确定矿区建设规模（指矿区均衡生产时期内的设计生产能力）； 确定矿区开采方式（地下开采还是露天开

5、采）；划分井田和确定井型；合理安排各矿和各单顶工 程的建设顺序；确定煤的洗选和加工工艺；矿区地面运输；矿区供电、通讯、辅助企业和附属企 业、给水和排水、居民区规划、总平面布置；综合开采与综合利用。 3. 矿区建设顺序 矿区开发建设一般以已批准的矿区总体设计为依据，综合考虑国家计划和市场需求，煤田开 发条件，材料、设备供应条件和煤田勘探程度。其建设顺序常按下列原则进行：先浅后深、先小 后大、先平硐（斜井）后立井、先易后难、先急需后一般、先改（扩）建后新建、建井数量多 时，应分期分批进行。 1.1.3 井田划分方 法 一、煤田划分为井田 煤田有大有小，大的煤田面积可达数百到数万平方公里，煤炭储量从

6、数亿吨到数百亿吨，这种面 积广大，储量丰富的大煤田称为“富量煤田”。对于“富量煤田”，若由一个矿井来开采，不仅经济 上不合理，而且技术上也难以实现。因此，需要将煤田划分成适合于由一个矿区（或一个矿井）来开 采的若干个区域。 开发煤田形成的社会区域，成为矿区。大的煤田往往被划分为几个矿区去开发，面积和储量较小 的煤田也可由一个矿区来开发。 矿区的范围仍然很大，需根据煤炭储量、赋存条件等情况，进一步划分为井田。在矿区内，划归 给一个矿井开采的那一部分煤田，称为井田（矿田）。 （一）井田划分的原则 在煤田划分为井田时，要保证各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的开发。 1. 充分利用自

7、然条件 尽可能利用大断层等自然条件作为井田边界，或者利用河流、铁路、城镇下面留设的安全煤柱作 为井田边界。这样做既相对减少了煤柱损失，提高了煤炭采出率，又减少了给开采工作造成的困难， 还有利于保护地面设施，如图 2-1 所示。 1-3图1-1 利用自然条件作为井田边界 1河流；2煤层露头；3城镇；4铁路；5大断层；6小煤窑；一九划分的矿井 2. 合理的走向长度 井田范围必须与矿井生产能力相适应尤其是要有合理的走向长度，以保证矿井有足够的储量和合 理的井田参数。在一般情况下，因为井田走向长度应大于倾斜长度。井田走向长度过短，则难以保证 矿井各个开采水平有足够的储量和合理的服务年限，造成矿井生产接

8、替紧张；或者在这种情况下为保 证开采水平有足够的服务年限使阶段（水平）高度加大，将给矿井生产带来困难。而井田如果走向长 度过长，又会给矿井通风、井下运输带来困难。因此，在矿井生产能力一定的情况下，井田走向长度 过长或过短，都将降低矿井的经济效益。我国现阶段合理的井田走向长度一般为：小型矿井不小于 1500m；中型矿井不小于 4000m；大型矿井不小于 7000m。 3. 处理好相邻井田的关系 划分井田边界时，通常把煤层倾角不大，沿倾斜延展很宽的煤田，分成浅部和深部两部分。一般 应先浅后深，先易后难，分别开发建井，以节约初期投资，同时避免浅、深部矿井形成复杂的压茬关 系。 当需加大开发强度，必须

9、在浅、深部同时建井或浅部已有矿井开发需在深部另建新井时，应考虑 给浅部矿井的发展留有余地，不使浅部矿井过早地报废，浅部矿井井型及范围可比深部矿井小。 4.为矿井的发展留有余地 矿井投产后，在长达数十年的服务年限中矿井的生产能力往往是不断增大的，所以，划分井田 时，应充分考虑煤层赋存条件、技术发展趋势等因素，适当将井田划得大一些或者是为矿井留一个后 备区，为矿井的发展留有余地。 5.良好的安全经济效果 划分井田时，力求使矿井有合理的开拓方式和采煤方法，便于选定井口位置和地面工业场地，有 利于保护生态环境，使井巷工程量小、投资省、建井期短、安全可靠，为煤矿企业取得最大的经济效 益和社会效益打下良好

10、的基础。 （二）井田人为境界的划分方法 除了利用自然条件作为井田境界之外，在不受其他条件限制时，往往要用人为划分的方法确定井 田的境界。人为境界的划分方法，常用的有垂直划分、水平划分、按煤组划分等。 1. 垂直划分 1-4 相邻矿井以某一垂直面为界，沿境界 线两侧各留井田边界煤柱，称为垂直划 分。井田沿走向两端，一般采用沿倾斜 线、勘探线或平行勘探线的垂直面划分。 如图 1-3 所示，一、二矿之间及三矿左翼 边界即是。近水平煤层井田无论是沿走向 还是沿倾向，都采用垂直划分法。 2. 水平划分 以一定标高的煤层底板等高线为界， 并沿该煤层底板等高线留置边界煤柱，这 种方法称作水平划分。在图 1-

11、3 中，三矿 井田上部及下部边界就是分别以-300m 和- 600m等高线为界的，这种方法多用于划分倾斜和急倾斜煤层井田的上下部边界。 3. 按煤组划分 按煤层（组）间距的大小来划分矿界，即把煤层间距较小的相邻煤层划归一个矿井开采，把层间 距较大的煤层（组）划归另一个矿井开采。这种方法一般用于煤层或煤组间距较大，煤层赋存浅的矿 区。在图 1-4中，一矿与二矿即为按煤组划分矿界，并且同时建井。 矿界还可以按地质构造条件来划分，例如以断层为矿界，各矿沿断层线留置矿界煤柱。图 1-2 中，三矿与一矿、二矿的矿界，图 1-3 中二、三矿右翼边界即是。 应当指出，无论用何种方法划分井田境界，都应力求做到

12、井田境界整齐，避免犬牙交错以造成煤 矿开采的困难。 二、井田的再划分 （一）井田划分成阶段或盘区 一个井田的范围相当大，其走向长度可达数千米到万余米，倾向长度可达数千米。因此，必须将 井田划分成若干个更小的部分，才能按计划有序地进行开采。 1. 阶段的划分及特征 在井田范围内，沿着煤层的倾斜方向，按一定标高把煤层划分为若干个平行于走向的长条部分， 每个长条部分具有独立的生产系统，称之为一个阶段。井田的走向长度即为阶段的走向长度，阶段上 部边界与下部边界的垂直距离称为阶段垂高，一般为 100250m，阶段的倾斜长度为阶段斜长，如图 1-4 所示。 图1-3 井田边界划分方法 1垂直划分；2水平划

13、分；3以断层为界 图1-2 矿界划分及分组与集中建井 1、2浅部分组建斜井；3深部集中建立井 1-5图1-4 井田划分为阶段 J1、J2、J3第一、二、三阶段；h阶段斜长 1阶段运输大巷；2阶段回风大巷 每个阶段都有独立的运输和通风系统。在阶段的下部边界开掘阶段运输大巷（兼作进风巷），在 阶段上部边界开掘阶段回风大巷，为整个阶段服务。井田内阶段的开采顺序，一般是先采上部阶段， 后采下部阶段，这样做有利于缩短建井时间，改善生产安全条件。上一阶段采完后，该阶段的运输大 巷作为下一阶段的回风大巷。 2. 近水平煤层井田划分为盘区 开采近水平煤层，井田沿倾斜方向的高差很小。通常，沿煤层的延展方向布置大

14、巷，在大巷两侧 划分成为具有独立生产系统的块段，这样的块段称为盘区或带区，如图 1-5 所示。盘区内巷道布置方 式及生产系统与采区布置基本相同。带区则与阶段内的带区式布置基本相同。 图1-5 井田直接划分为盘区 P1、P2、P3、P4第一、二、三、四盘区 （二）阶段内的再划分 井田划分为阶段后，阶段的范围仍然较大，通常需要再划分，以适应开采技术的要求。阶段内的 划分一般有三种方式：采区式、分段式和带区式。 1. 采区式划分 在阶段范围内，沿走向把阶段划分为若干个具有独立生产系统的块段，每一块段称为采区，在图 1-6 中，井田沿倾向划分为 3 个阶段，每个阶段又沿走向划分为 4 个采区。 1-6

15、(A ) (B ) 图例：-采区边界；井田边界 图1-6 采区式划分 J1、J2、J3第一、二、三阶段；C1、C2、C3、C4第一、二、三、四采区； Ql、Q2、Q3第一、二、三区段； 1阶段运输大巷；2阶段回风大巷；3采区运输上山；4采区轨道上山； 5区段运输平巷；6区段回风平巷;7回采工作面。 采区的倾向长度与阶段斜长相等。按采区范围大小和开采技术条件的不同，采区走向长度由 500m 到 2000m 不等。采区的斜长一般为 6001000m。确定采区边界时，要尽量利用自然条件作为采区边 界，以减少煤柱损失和开采技术上的困难。 在采区范围内，沿煤层倾斜方向将采区划分为若干个长条部分，每一块长

16、条部分称为区段。如图 1-6 中 A 图所示，采区划分为三个区段，每个区段沿倾斜布置采煤工作面，工作面沿走向推进。每个区 段下部边界开掘区段运输平巷，上部边界开掘区段回风平巷；各区段平巷通过采区运输上山、轨道上 山与开采水平大巷联接，构成生产系统。 2. 分段式划分 在阶段范围内不划分采区，而是沿倾斜方向将煤层划分为若干平行于走向的长条带，每个长条带 称为分段，每个分段沿倾斜布置一个采煤工作面，这种划分称为分段式。采煤工作面沿走向由井田中 央向井田边界连续推进，或者由井田边界向井田中央连续推进，如图 1-7 所示。 图1-7 分段式划分 Jl、J2、J3阶段；D1、D2、D3分段 各分段平巷通过主要上（下）山与开采水平大巷联系